试验方法简介
采用汽油机的电控喷射系统将汽油喷入进 气道,在缸内形成均质的汽油空气混合气; 气道,在缸内形成均质的汽油空气混合气;柴 油作为引燃燃油, 油作为引燃燃油,在压缩上止点前喷入燃烧 室,柴油自燃并引燃汽油均质混合气。 燃烧过程，在视窗下置式可视化发动机上 进行了高速摄影及缸内 排气成分分析使用AVL公司的CEB 排气成分分析使用AVL公司的CEB II 排气 分析系统, 分析系统,烟度测量使用佛山分析仪器厂生 产的FBY产的FBY- 200 型全自动烟度计。
内燃机燃烧新技术简介
HCII
什么是HCII 什么是HCII ? 从普遍意义上讲，它是一种利用一种易挥发、难自燃的 燃料形成预制混合气，再用另一种易自燃的燃料将其 引燃的技术。 具体应用在汽油机上，就是首先用进气道喷射方式或缸 内直喷形成均质混合气，然后喷入柴油作引燃燃料的 技术。
பைடு நூலகம்
HCII
为什么提出 ？ 基于汽油机不如柴油机热效率高的主要的四点 原因
原因
单点点火并以此为中心向周围传播，因而 初期燃烧速度过缓； 单点点火无法克服火花塞附近混合气成分 波动和气体运动状态波动, 波动和气体运动状态波动,因而循环波动大； 可燃混合气可点燃的范围较窄, 可燃混合气可点燃的范围较窄,因而难以稀 燃； 为防止爆燃, 为防止爆燃,压缩比不能太高。
HCII如何解决以上问题 HCII如何解决以上问题
多孔介质燃烧
多孔介质中的超绝热燃烧是一种先进的燃烧技 术, 具有高效低污染的特点。将这一技术应用发 动机领域, 动机领域, 有可能引起内燃机技术和产业的一 场重大革新。
多孔介质燃烧特点
由于多孔介质具有很大的热容量以及气固之间的传热效率 高, 使燃烧过程可在较低温度下进行; 使燃烧过程可在较低温度下进行; 反应区中温度分布均匀, 因而燃烧状态易于控制; 反应区中温度分布均匀, 因而燃烧状态易于控制; 反应区尺度大, 其厚度可达自由火焰厚度的数百倍; 反应区尺度大, 其厚度可达自由火焰厚度的数百倍; 燃烧速率远远大于自由火焰的传播速率; 燃烧速率远远大于自由火焰的传播速率; 多孔介质内不存在宏观尺度上的火焰; 多孔介质内不存在宏观尺度上的火焰; 燃烧过程非常稳定而完全, 从而有利于对燃烧过程的控制; 燃烧过程非常稳定而完全, 从而有利于对燃烧过程的控制; 污染物排放可达很低的水平, 污染物排放可达很低的水平,如CO 排放小于10 排放小于10 mgPkW· mgPkW·h , NOx 排放< 70 mgPkW·h ; 排放< mgPkW· 可达到很高的功率密度( 可达到很高的功率密度(约40MWPm3 ) ,从而实现强化 ,从而实现强化 燃烧; 燃烧; 动力范围具有很强的调制性( 动力范围具有很强的调制性(最大与最小功率之比可达 20) ; 由于燃烧过程具有良好的可控性, 由于燃烧过程具有良好的可控性, 故燃烧噪声小。
其他新技术简介
AR 燃烧 多孔介质燃烧 富氧燃烧
AR 燃烧
日本本田公司研制的一型摩托车上的汽油机, 日本本田公司研制的一型摩托车上的汽油机,在40 %以 %以 下的节气门开度无需火花塞点火便可进入正常运转, 下的节气门开度无需火花塞点火便可进入正常运转, 这 种点火燃烧方式被本田公司称之为“AR燃烧” 种点火燃烧方式被本田公司称之为“AR燃烧”。 AR 是英文“Active Radicals”可译为活性基或活性原子 是英文“ Radicals” 团的缩写。这种活性基是由部分燃烧的燃油所产生的 一种化学活性分子“ 碎片” 一种化学活性分子“ 碎片”。AR 燃烧不是用火花塞 来点火的而是由这种活性的碎片做为“ 火种” 来点火的而是由这种活性的碎片做为“ 火种”,将发动 机内的新鲜充量点火并直接使其进入发动机的循环过 程。由于在混合气中的化学变化能够由这种“ 火种” 程。由于在混合气中的化学变化能够由这种“ 火种” 来加速, 也能被压缩热来促进, 来加速, 也能被压缩热来促进,这样在压缩冲程中的许 多点均可实现自动点火。AR 燃烧使混合气燃烧更充分, 多点均可实现自动点火。AR 燃烧使混合气燃烧更充分, 其效率和动力要更大一些, 其效率和动力要更大一些,且可以避免敲缸现象
富氧燃烧
由内燃机燃烧诸阶段特点, 由内燃机燃烧诸阶段特点,可以看出增加内燃机进 气中的氧气浓度, 气中的氧气浓度,从而在主燃阶段特别是其中的缓 燃阶段, 燃阶段,加速供给氧气提高燃料混合气形成的质量 是加速燃烧、缩短缓燃阶段, 是加速燃烧、缩短缓燃阶段,使燃烧完全进而提高 内燃机的动力性能和经济性的关键。、 在内燃机的燃烧过程中, 在内燃机的燃烧过程中,燃料只有完全氧化才能放 出全部热量, 出全部热量,向气缸中供给充分的燃料是比较容易 的,而向气缸中供给充分的氧气供燃烧用则比较困 难 为提高氧量, 为提高氧量,有人提出利用气体分离膜制备富氧空 气的技术, 气的技术,并将其用于内燃机燃烧。
试验结论
以“多点引燃”为特征的HCII 燃烧模式可 多点引燃”为特征的HCII 以在一定范围内显著提高汽油机的热效率, 以在一定范围内显著提高汽油机的热效率, 其燃油经济性可以达到甚至超过柴油机的 水平。 HCII 燃烧方式提高了燃烧过程中预混合燃 烧所占的比重, 烧所占的比重,其碳烟排放较柴油机大幅度 下降,( 下降,( G/ D) m 达到0. 5 以后排气烟度 D) 达到0. 基本为0 基本为0 。
富氧燃烧
其次富氧燃烧技术可提高内燃机的动力性 能。 它与涡轮增压比有诸多好处。（可靠性， 能量损失，高原应用）
谢谢！
富氧燃烧
首先由于供气中氧气含量的增加, 首先由于供气中氧气含量的增加,在内燃机 燃烧过程中的主燃阶段( 燃烧过程中的主燃阶段(特别是在其中的缓 燃阶段) ,其燃烧速度加快,燃烧温度增高, 燃阶段) ,其燃烧速度加快,燃烧温度增高,使 得工质的膨胀比增加,动力性能提高, 得工质的膨胀比增加,动力性能提高,排气温 度下降, 度下降,同时由于燃料分子与氧气分子接触 的机会增加,使得燃烧更加完全, 的机会增加,使得燃烧更加完全,从而燃料利 用率大大提高, 用率大大提高,而且因为供气中氮气的含量 相对下降,内燃机排气总量减少, 相对下降,内燃机排气总量减少,排气中带出 的热量也相应减少, 的热量也相应减少,可使内燃机燃料消耗量 大大下降, 大大下降,达到节约能源的目的。
多点、大面积的柴油燃烧形成多点火核心和火 焰传播区域, 焰传播区域,可获得较高的燃烧放热速率。引燃 柴油量的多少和分布形态可以控制燃烧速率, 柴油量的多少和分布形态可以控制燃烧速率,柴 油燃烧中产生的碳烟可以在随后的均质预混合 燃烧中被氧化掉。这样不仅有望提高燃烧初期 的燃烧放热率,还会缩短整个燃烧持续期, 的燃烧放热率,还会缩短整个燃烧持续期,提高 热力循环的等容度,改善循环波动, 热力循环的等容度,改善循环波动,从而提高汽 油机的热效率。同时, 油机的热效率。同时,这种燃烧方式可实现无烟 燃烧, 燃烧,并适宜于稀燃。
试验结论
随着( 随着( G/ D) m 的增加,着火点出现的区域 D) 的增加, 由燃烧室的中心向缸壁拓展, 由燃烧室的中心向缸壁拓展,呈现中心与周 边同时着火的特征,火焰亮度先减小后增加, 边同时着火的特征,火焰亮度先减小后增加, 滞燃期逐渐增长, 滞燃期逐渐增长,燃烧速率提高。 HCII 尚存在HC 排放高和大负荷下工作粗 尚存在HC 暴等问题。